專利名稱：一種緩傾斜極薄沉積型地下鐵礦床開采方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于采礦工程領(lǐng)域，特別涉及一種緩傾斜極薄沉積型地下鐵礦床的開采方法。
背景技術(shù)：
鐵礦石是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的重要原材料，隨著我國鐵礦資源日益減少，一些復(fù)雜難采、難選鐵礦資源已成為礦山企業(yè)開采對象，某鐵礦礦體傾角較緩、厚度較薄、且富磷量高， 屬于典型的緩傾斜極薄難采鐵礦床。國內(nèi)外對如何開采此類鐵礦床的研究較少，通常開采地下礦山的方法主要有房柱法、崩落法以及充填法。運用傳統(tǒng)的三種方法開采緩傾斜類極薄鐵礦床具有生產(chǎn)效率低、采切工程量大且資源浪費嚴(yán)重等缺點。設(shè)計的長壁式液壓支架護(hù)頂采礦方法不僅機(jī)械化程度高、采準(zhǔn)、切割工程量小、回采工藝簡單且工作面安全，礦石回收率達(dá)90%，能最大限度回收利用資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對地下礦山開采緩傾斜類極薄鐵礦床具有生產(chǎn)效率低、采切工程量大且資源浪費嚴(yán)重等問題，設(shè)計一種采礦方法，既能簡化采礦工藝流程，提高資源回收率，又能減少采準(zhǔn)、切割工程量，縮短施工工期，降低工程費用，并能提高礦石運搬效率。一種緩傾斜極薄沉積型鐵礦床開采方法，共有6部分組成，分別是1-樹脂錨桿； 2-液壓支架；3-炮孔；4-電動鏟運機(jī)；5-金屬網(wǎng)片；6-膠帶運輸機(jī)。設(shè)計步驟為
(1)首先，礦塊沿礦體走向布置，長度50 100m，階段斜長40 60m，高度為礦體厚度； 階段運輸巷布置在礦體下盤，在回采之前，先沿礦塊傾向布置切割巷，與回風(fēng)順槽相通，后將液壓支架運入采場支護(hù)工作面頂板，以確保采場工作面下人員與設(shè)備的安全。液壓支架提供的初始工作阻力要能確保工作面穩(wěn)定，8000 15000kN，支護(hù)強(qiáng)度0. 5 2. 5MPa ；支架布置沿工作面階梯式向前推進(jìn)，支架與支架之間距離0. 5 3. 5m，支架與前方工作面礦體的距離4 10m。(2)采用樹脂錨桿與金屬網(wǎng)片對工作面頂板圍巖進(jìn)行加固。樹脂錨桿采用單向左旋無縱筋螺紋鋼，長度1. 8m 5. Om,錨桿的間排距為600 2000mm，錨桿孔直徑為Φ觀 40mm，采用1卷快速樹脂藥卷進(jìn)行端部錨固，錨固長度大于400mm，錨固力大于70kN，預(yù)緊力不低于20kN。金屬網(wǎng)片采用Φ 6mm圓鋼焊接成矩形經(jīng)緯網(wǎng)，規(guī)格為IOOOmmX 2000mm，網(wǎng)格為IOOmmX 100mm,網(wǎng)與網(wǎng)的搭接長度不少于100mm，搭接處應(yīng)采用8#鐵絲綁扎，綁扎點間隔不超過150mm。(3)采用淺孔爆破進(jìn)行落礦。采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，孔深1. 8 3. 5m,孔徑30 48mm，最小抵抗線750mm，炮孔平行布置，一次爆破寬度5 10m，在礦體厚度較薄處爆破高度即為礦體厚度；當(dāng)?shù)V體厚度大于3m，采用分層爆破，減少一次爆破裝藥量，從而減輕爆破對液壓支架的危害。
(4)礦石運輸系統(tǒng)由電動鏟運機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)組成。崩落的礦石由電動鏟運機(jī)直接搬運到工作面轉(zhuǎn)載機(jī)上，經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載至膠帶運輸機(jī)，由膠帶運輸至井下礦倉。轉(zhuǎn)載機(jī)運輸能力500 1000t/h。采用高強(qiáng)度鋼繩芯膠帶輸送機(jī)，膠帶強(qiáng)度650 950N/mm， 膠帶寬度300 500mm。本發(fā)明的特點是既能簡化采礦工藝流程，提高資源回收率，又能減少采準(zhǔn)、切割工程量，縮短施工工期，降低工程費用，并能提高礦石運搬效率。


圖1長壁式液壓護(hù)頂采場平面布置示意圖， 圖2長壁式液壓支架護(hù)頂采場縱剖面，
圖3錨網(wǎng)支護(hù)示意圖。
具體實施例方式某鐵礦屬于泥盆“寧鄉(xiāng)式”海相沉積型赤鐵礦床，礦體呈層狀，傾角8° 10°，平均厚度3. 7細(xì)，走向長14km，寬4 6km，頂板為砂頁巖，底板為石英砂巖，穩(wěn)定性較好；礦石類型為鮞狀赤鐵礦，高磷低硫，屬于典型的緩傾斜極薄難采鐵礦床。采用長壁式液壓支架護(hù)頂?shù)牟傻V方法對礦床進(jìn)行回采，具體的參數(shù)是
(1)從下盤運輸巷開始，沿傾向布置切割巷與回風(fēng)順槽相通，采用液壓支架支護(hù)工作面頂板，支架與支架之間距離0. 5 3. 5m，支架離前方工作面礦體的距離4 10m。選用的液壓支架提供的初始工作阻力要能確保工作面穩(wěn)定，8000 15000kN，支護(hù)強(qiáng)度0. 5 2. 5MPa ；
(2)采用樹脂錨桿與金屬網(wǎng)片對工作面頂板、圍巖進(jìn)行加固，防止頂板浮石、碎石影響工作面人與設(shè)備安全。樹脂錨桿采用單向左旋無縱筋螺紋鋼，長度1. 8m 5. 0m，錨桿的間排距為600 2000mm，錨桿孔直徑為 40mm，采用1卷快速樹脂藥卷進(jìn)行端部錨固， 錨固長度大于400mm，錨固力大于70kN，預(yù)緊力不低于20kN。金屬網(wǎng)片采用Φ 6mm圓鋼焊接成矩形經(jīng)緯網(wǎng)，規(guī)格為IOOOmmX2000mm，網(wǎng)格為IOOmmX 100mm，網(wǎng)與網(wǎng)的搭接長度不少于 100mm，搭接處應(yīng)采用8#鐵絲綁扎，綁扎點間隔不超過150mm。(3)采用淺孔爆破崩落落礦石?？咨?.8 3. 5m，孔徑30 48mm，最小抵抗線 750mm，炮孔平行布置，一次爆破寬5 10m，在礦體厚度較薄處爆破高度即為礦體厚度；當(dāng)?shù)V體厚度大于3m，采用分層爆破。(4)崩落的礦石由電動鏟運機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)運至礦倉。轉(zhuǎn)載機(jī)運輸能力 500 1000t/h。采用高強(qiáng)度鋼繩芯膠帶輸送機(jī)，膠帶強(qiáng)度650 950N/mm，膠帶寬度300 500mmo實施長壁式液壓護(hù)頂式采礦方法最主要的特點是
(1)克服了房柱法預(yù)留礦柱的缺點，利用液壓支架取代礦柱，礦石回收率達(dá)90%，最大限度地回收利用了資源。(2)采用金屬錨網(wǎng)與液壓支架聯(lián)合護(hù)頂?shù)闹ёo(hù)方式，支架可根據(jù)頂板條件靈活地確定工作面控頂距，同時錨網(wǎng)支護(hù)可有效的防止頂板浮石、碎石墜落，并且加固了頂板，確保工作面的人員與設(shè)備安全。
(3)回采工藝簡單。直接沿傾向布置切割巷后，即可沿回采方向進(jìn)行退采，減少了采準(zhǔn)、切割工程量，大大縮短了投產(chǎn)周期。(4)取替了傳統(tǒng)溜井加有軌機(jī)車的礦石搬運方式，采用膠帶運輸機(jī)運輸，提高運輸效率5倍，運輸方式更加靈活，且節(jié)約了溜井施工和后期維護(hù)費用。
權(quán)利要求
1. 一種緩傾斜極薄沉積型地下鐵礦床開采方法，其特征由6部分組成，分別是樹脂錨桿(1)、液壓支架⑵、炮孔(3)、電動鏟運機(jī)(4)、金屬網(wǎng)片(5)、膠帶運輸機(jī)(6)； 設(shè)計步驟為(a)首先，礦塊沿礦體走向布置，長度50 100m，階段斜長40 60m，高度為礦體厚度；階段運輸巷布置在礦體下盤，在回采之前，先沿礦塊傾向布置切割巷，與回風(fēng)順槽相通， 后將液壓支架(2)運入采場支護(hù)工作面頂板，以確保采場工作面下人員與設(shè)備的安全；液壓支架(2)提供的初始工作阻力要能確保工作面穩(wěn)定，8000 15000kN，支護(hù)強(qiáng)度0. 5 ·2.5MPa ；支架布置沿工作面推進(jìn)方向階梯式向前推進(jìn)，支架(2)與支架(2)之間距離0. 5 ·3.5m，支架⑵與工作面前方礦體的距離4 IOm ；(b)采用樹脂錨桿(1)與金屬網(wǎng)片(5)對工作面頂板、圍巖進(jìn)行加固；樹脂錨桿(1) 采用單向左旋無縱筋螺紋鋼，長度1. 8m 5. Om,錨桿的間排距為600 2000mm，錨桿孔直徑為cj^8 40mm，采用1卷快速樹脂藥卷進(jìn)行端部錨固，錨固長度大于400mm，錨固力大于70kN，預(yù)緊力不低于20kN;金屬網(wǎng)片(5)采用Φ6πιπι圓鋼焊接成矩形經(jīng)緯網(wǎng)，規(guī)格為 IOOOmmX2000mm,網(wǎng)格為IOOmmX 100mm，網(wǎng)與網(wǎng)的搭接長度不少于100mm，搭接處應(yīng)采用8# 鐵絲綁扎，綁扎點間隔不超過150mm ；(c)采用淺孔爆破進(jìn)行落礦，采用風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆孔，炮孔C3)孔深1.8 3.5m，孔徑 30 48mm，最小抵抗線750mm，炮孔( 平行布置，一次爆破寬度5 10m，在礦體厚度較薄處爆破高度即為礦體厚度；當(dāng)?shù)V體厚度大于3m，采用分層爆破，減少一次爆破裝藥量，從而減輕爆破對液壓支架O)的危害；(d)礦石運輸系統(tǒng)由電動鏟運機(jī)(4)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)(6)組成；崩落的礦石由電動鏟運機(jī)(4)直接搬運到工作面轉(zhuǎn)載機(jī)上，經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)轉(zhuǎn)載至膠帶運輸機(jī)，由膠帶運輸機(jī)(6)運至井下礦倉；轉(zhuǎn)載機(jī)運輸能力500 1000t/h ；采用高強(qiáng)度鋼繩芯膠帶輸送機(jī)(6)，膠帶強(qiáng)度650 950N/mm，膠帶寬度300 500mm。
全文摘要
一種緩傾斜極薄沉積型地下鐵礦床的開采方法，屬于采礦工程領(lǐng)域。設(shè)計過程為1、沿傾向布置液壓支架(2)，支架與支架之間距離0.5～3.5m，支架與前方工作面礦體距離4～10m。2、采用樹脂錨桿(1)與金屬網(wǎng)片(5)對頂板圍巖進(jìn)行加固。3、沿回采方向布置平行炮孔(3)，回采寬度5～10m，在礦體厚度較薄處爆破高度即為礦體厚度；當(dāng)?shù)V體厚度大于3m，采用分層爆破。4、采用電動鏟運機(jī)(4)、轉(zhuǎn)載機(jī)、膠帶輸送機(jī)(6)聯(lián)合方式搬運崩落的礦石。本發(fā)明的特點是既能簡化采礦工藝流程，提高資源回收率，又能減少采準(zhǔn)、切割工程量，縮短施工工期，降低工程費用，并能提高礦石運搬效率。
文檔編號E21C41/16GK102418527SQ20111044621
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者宋衛(wèi)東, 徐文彬, 杜建華 申請人:北京科技大學(xué)